JP2011033984A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】フルカラー画像の形成が可能でかつ容易に小型化ができると共に、トレードオフの関係にある黒色モノクロ印刷時のファーストプリントタイム向上と、フルカラー印刷時のブラックトナーかぶりによる画質悪化の軽減を両立させることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】入力される画像データに従い作像剤を供給して画像を形成する画像形成装置において、前記作像剤は複数種類であり、前記複数種類の作像剤は所定量未満の外因の印加では同一の色を呈し、所定量以上の外因が印加されると非可逆に色を変化するものであり、前記複数種類の作像剤毎の作像剤保持手段を収容するとともに、形成された画像に外因を印加するための外因供給手段と、前記複数種類の作像剤に前記外因供給手段により前記所定量以上の外因を印加する第１作像モードか、前記所定量未満の外因を印加する第２作像モードかを切り替えて制御する色制御手段とを備える。
【選択図】図２
【解決手段】入力される画像データに従い作像剤を供給して画像を形成する画像形成装置において、前記作像剤は複数種類であり、前記複数種類の作像剤は所定量未満の外因の印加では同一の色を呈し、所定量以上の外因が印加されると非可逆に色を変化するものであり、前記複数種類の作像剤毎の作像剤保持手段を収容するとともに、形成された画像に外因を印加するための外因供給手段と、前記複数種類の作像剤に前記外因供給手段により前記所定量以上の外因を印加する第１作像モードか、前記所定量未満の外因を印加する第２作像モードかを切り替えて制御する色制御手段とを備える。
【選択図】図２
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式におけるトナーを用いた画像形成装置に関し、特にフルカラー画像印刷が可能な画像形成装置に関する。
電子写真方式で使用されるトナーの色を変化させて画像を形成する手法はこれまでも報告がなされている。
たとえば特許文献１（特開2001-305817）には、２種のトナーが、定着温度により、シアンからイエロー（またはイエローからシアン）、マゼンタからブラック（またはブラックからマゼンタ）のように、異なった色を呈する２種のトナーによってフルカラー画像の形成を行う発明が開示されている。この発明ではトナー種を２種類として、画像形成装置の小型化を行うことを目的としたものである。しかし、定着温度の異なる２種類の定着器を備えること、さらに２色相当の画像を形成し、一方の定着器で定着した後、この媒体上に再度残りの２色相当の画像を形成したり、１回目の定着後の印刷媒体を逆行させる機構が必要であるなど、従来機を越える容積の装置が現実的には必要となる問題が多い。
さらにこの発明の画像形成装置では、２色ずつの作像、定着であり、印字速度は従来機に比しても１／２以下となる。
たとえば特許文献１（特開2001-305817）には、２種のトナーが、定着温度により、シアンからイエロー（またはイエローからシアン）、マゼンタからブラック（またはブラックからマゼンタ）のように、異なった色を呈する２種のトナーによってフルカラー画像の形成を行う発明が開示されている。この発明ではトナー種を２種類として、画像形成装置の小型化を行うことを目的としたものである。しかし、定着温度の異なる２種類の定着器を備えること、さらに２色相当の画像を形成し、一方の定着器で定着した後、この媒体上に再度残りの２色相当の画像を形成したり、１回目の定着後の印刷媒体を逆行させる機構が必要であるなど、従来機を越える容積の装置が現実的には必要となる問題が多い。
さらにこの発明の画像形成装置では、２色ずつの作像、定着であり、印字速度は従来機に比しても１／２以下となる。
また特許文献２（特開平02-137854）には、外部刺戟によって任意の色に呈色する高分子コレステリック液晶を主成分として含有する乾式電子写真用トナーが用いられている。この発明に開示されているように、定着温度により用いるトナーの色調を各々調整でき、一定の効果が得られている。
また特許文献３には、印刷後の画像に圧力を加えることによって変色するトナーを用いる発明が開示されている。ここで用いられるトナーは、加えられる圧力の変化により着色、退色および変色の少なくとも何れかの変化を生じる感圧材料を含んでいる。そして感圧材料として、少なくとも何れか一方がマイクロカプセルに内包される発色前駆体と顕色剤も含まれている。この公報に記載の発明は、印刷後での画像色変化を目的としたものであり、他色を補完すること、装置を小型化させる発明には、到ってはいない。
商業化されている画像形成装置では、黒（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナーまたはインクを用いて画像を形成する、インクジェット方式及び電子写真方式によるフルカラー印刷装置が一般的である。このような画像形成装置において、ユーザの使用環境における前記した各色のインクあるいはトナーなどの作像剤の減り具合（作像剤の使用量）は異なっている。市場における使用傾向としては、文書印刷に良く使われる黒色（Ｂｋ色）が優先して使われる。この為、黒色（Ｂｋ色）のインクまたはトナーは、他の色に比べて減りが極端に早い。またユーザ毎にトナーまたはインクなどの作像剤における色材Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の間でも減り方は異なり、ユーザ毎にトナーやインクの再充填時期は異なっている。
そのため、トナーやインクの交換は、各色で別体（カートリッジ）として構成する必要があった。また、ユーザは色毎の交換時期にトナーやインクのカートリッジを購入・交換作業を実施する必要がある。
もし圧力あるいは温度の印加条件を変えると色が変化しうるトナーやインクのカートリッジが存在すれば、この発明を応用してフルカラーまたは黒画像（黒−白の黒色モノクロ画像）を形成できる画像形成装置を提供することができる可能性がある。
そのため、トナーやインクの交換は、各色で別体（カートリッジ）として構成する必要があった。また、ユーザは色毎の交換時期にトナーやインクのカートリッジを購入・交換作業を実施する必要がある。
もし圧力あるいは温度の印加条件を変えると色が変化しうるトナーやインクのカートリッジが存在すれば、この発明を応用してフルカラーまたは黒画像（黒−白の黒色モノクロ画像）を形成できる画像形成装置を提供することができる可能性がある。
本発明は、フルカラー画像の形成が可能でかつ容易に小型化ができると共に、トレードオフの関係にある黒色モノクロ印刷時のファーストプリントタイムの向上（印刷時間の短時間化）と、フルカラー印刷時のブラックトナーのかぶりによる画質悪化の軽減を両立させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
上記した課題は、以下の解決手段により解決される。
（１） 入力される画像データに従い作像剤を供給して画像を形成する画像形成装置において、
前記作像剤は複数種類であり、前記複数種類の作像剤は所定量未満の外因の印加では同一の色を呈し、所定量以上の外因が印加されると非可逆に色を変化するものであり、
前記複数種類の作像剤毎の作像剤保持手段を収容するとともに、形成された画像に外因を印加するための外因供給手段と、
前記複数種類の作像剤に前記外因供給手段により前記所定量以上の外因を印加する第１作像モードか、前記所定量未満の外因を印加する第２作像モードかを切り替えて制御する色制御手段とを備え、
前記色制御手段は、前記第２作像モードの作像時には前記複数種類の作像剤の使用状況に応じて、前記複数種類の作像剤の１つを選択することを特徴とする。
（２） 前記（１）に記載の画像形成装置において、前記作像剤の使用状況は、前記複数種類の作像剤がトナーの場合には、トナー残量、ドットカウンタ値、ＡＩＯ（オールインワンカートリッジ）の走行距離より判断し、前記複数種類の作像剤がインクの場合には、インクの残量、ドットカウンタ値を用いて判断することを特徴とする。
（３） 前記（１）または（２）に記載の画像形成装置において、前記第２作像モードに切り替え制御する場合に、前記複数種類の作像剤の１つの選択は、前記複数種類の作像剤の残量が最も多いものを選択することを特徴とする。
（４） 前記（１）から（３）のいずれかに記載の画像形成装置において、前記複数種類の作像剤は前記所定量以上の外因が印加される前は黒色であり、前記所定量以上の外因が印加されると非可逆に色を変化して、イエロー、マゼンダ、シアンの１つの色のものになることを特徴とする。
（５） 前記（１）から（４）のいずれかに記載の画像形成装置において、前記外因供給手段により印加される外因が、加熱または加圧の少なくとも１つであることを特徴とする。
（６） 前記（１）から（５）のいずれかに記載の画像形成装置において、前記外因供給手段を少なくとも一つ備え、前記第１作像モードによりカラーモードとなり、前記第２作像モードによりモノクロモードとなることを特徴とする。
（７） 入力される画像データに従い作像剤を供給して画像を形成する画像形成装置において、
前記作像剤は複数種類であり、前記複数種類の作像剤は所定量未満の外因の印加条件では同一の色を呈するモノクロトナーであり、所定量以上の外因の印加条件では非可逆に色を変化して前記作像剤が前記モノクロトナーから、イエロー、シアン、マゼンダのいずれかに非可逆に色が変化するものであり、
前記イエロー、シアン、マゼンダのいずれかに非可逆に色が変化する作像剤毎の作像ステーションを収容するとともに、前記形成された画像に外因を印加するための外因供給手段と、
前記複数種類の作像剤に前記外因供給手段により前記所定量以上の外因を印加する第１作像モードか、前記所定量未満の外因を印加する第２作像モードかを切り替えて制御する色制御手段とを備え、
前記色制御手段は、前記第２作像モードによるモノクロモード時には、前記いずれかに色が変化可能な前記トナーが供給される前記作像ステーションの各トナーの残量に応じて、使用する前記作像ステーションの中の１つを選択することを特徴とする。
（８） 前記（７）に記載の画像形成装置において、前記モノクロモード時に、作像ステーションに供給されるトナーのトナーボトルの変更後の最も走行距離が多い作像ステーションを選択して作像を行うことを特徴とする。
（９） 前記（７）または（８）に記載の画像形成装置において、前記転写手段は、無端状のベルト上に前記複数の現像手段によって現像された可視画像を順次転写する第１の転写手段と、前記ベルト上の重ね合わされた画像を転写材に転写する二次転写手段を備えており、前記モノクロモード時に用いる作像ステーションとして、前記ベルトの搬送経路上における前記二次転写手段に最も近接した位置の作像ステーションを選択することを特徴とする。
（１０） 前記（７）から（９）のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第２の作像モードは前記モノクロトナーのままに加圧して定着し、前記第１の作像モードは前記モノクロトナーを前記非可逆にイエロー、シアン、マゼンタのいずれか１種に変化させる所定量の圧力で加圧して定着することを特徴とする。
（１１） 前記（７）から（１０）のいずれかに記載の画像形成装置において、前記モノクロトナーは、発色前駆体と顕色剤の少なくとも一方が内包された所定量以上の圧力で壊れるマイクロカプセルを含有し、発色前はモノクロであり、前記第１の作像モードによる所定量以上の圧力の印加により前記マイクロカプセルが破壊されて前記発色前駆体と顕色剤とが反応して非可逆に前記発色前駆体が発色して前記モノクロトナーとは異なる色のトナーになることを特徴とする。
（１２） 前記（７）から（１１）のいずれかに記載の画像形成装置において、前記定着手段は、弾性層と熱源を有する加熱手段と、無端状部材と加圧部材を有する加圧手段とを備え、
前記作像剤としてトナーを用いて形成された未定着トナー像を付着した記録媒体を搬送して前記無端状部材と前記加熱手段で形成されるニップ部を通過させることを特徴とする。
（１３） 前記（１２）に記載の画像形成装置において、前記加熱手段を保持する定着フレームと、前記加圧手段を保持する加圧フレームとを有し、前記加熱手段は加熱ローラであり、前記加圧手段は加圧ローラであって、前記加圧フレームを介して前記定着手段と前記加圧手段の軸方向両端部で押圧する加圧バネを有し、前記加圧バネはその押圧方向に沿って押圧する加圧ピンを駆動する駆動機構により前記押圧を調整することを特徴とする。
（１４） 前記（１３）に記載の画像形成装置において、前記加圧ピンがウォーム部を有し、前記駆動機構は前記ウォーム部に当接させるウォームホイールの回動により、前記加圧ピンの前記押圧を調整することを特徴とする。
（１） 入力される画像データに従い作像剤を供給して画像を形成する画像形成装置において、
前記作像剤は複数種類であり、前記複数種類の作像剤は所定量未満の外因の印加では同一の色を呈し、所定量以上の外因が印加されると非可逆に色を変化するものであり、
前記複数種類の作像剤毎の作像剤保持手段を収容するとともに、形成された画像に外因を印加するための外因供給手段と、
前記複数種類の作像剤に前記外因供給手段により前記所定量以上の外因を印加する第１作像モードか、前記所定量未満の外因を印加する第２作像モードかを切り替えて制御する色制御手段とを備え、
前記色制御手段は、前記第２作像モードの作像時には前記複数種類の作像剤の使用状況に応じて、前記複数種類の作像剤の１つを選択することを特徴とする。
（２） 前記（１）に記載の画像形成装置において、前記作像剤の使用状況は、前記複数種類の作像剤がトナーの場合には、トナー残量、ドットカウンタ値、ＡＩＯ（オールインワンカートリッジ）の走行距離より判断し、前記複数種類の作像剤がインクの場合には、インクの残量、ドットカウンタ値を用いて判断することを特徴とする。
（３） 前記（１）または（２）に記載の画像形成装置において、前記第２作像モードに切り替え制御する場合に、前記複数種類の作像剤の１つの選択は、前記複数種類の作像剤の残量が最も多いものを選択することを特徴とする。
（４） 前記（１）から（３）のいずれかに記載の画像形成装置において、前記複数種類の作像剤は前記所定量以上の外因が印加される前は黒色であり、前記所定量以上の外因が印加されると非可逆に色を変化して、イエロー、マゼンダ、シアンの１つの色のものになることを特徴とする。
（５） 前記（１）から（４）のいずれかに記載の画像形成装置において、前記外因供給手段により印加される外因が、加熱または加圧の少なくとも１つであることを特徴とする。
（６） 前記（１）から（５）のいずれかに記載の画像形成装置において、前記外因供給手段を少なくとも一つ備え、前記第１作像モードによりカラーモードとなり、前記第２作像モードによりモノクロモードとなることを特徴とする。
（７） 入力される画像データに従い作像剤を供給して画像を形成する画像形成装置において、
前記作像剤は複数種類であり、前記複数種類の作像剤は所定量未満の外因の印加条件では同一の色を呈するモノクロトナーであり、所定量以上の外因の印加条件では非可逆に色を変化して前記作像剤が前記モノクロトナーから、イエロー、シアン、マゼンダのいずれかに非可逆に色が変化するものであり、
前記イエロー、シアン、マゼンダのいずれかに非可逆に色が変化する作像剤毎の作像ステーションを収容するとともに、前記形成された画像に外因を印加するための外因供給手段と、
前記複数種類の作像剤に前記外因供給手段により前記所定量以上の外因を印加する第１作像モードか、前記所定量未満の外因を印加する第２作像モードかを切り替えて制御する色制御手段とを備え、
前記色制御手段は、前記第２作像モードによるモノクロモード時には、前記いずれかに色が変化可能な前記トナーが供給される前記作像ステーションの各トナーの残量に応じて、使用する前記作像ステーションの中の１つを選択することを特徴とする。
（８） 前記（７）に記載の画像形成装置において、前記モノクロモード時に、作像ステーションに供給されるトナーのトナーボトルの変更後の最も走行距離が多い作像ステーションを選択して作像を行うことを特徴とする。
（９） 前記（７）または（８）に記載の画像形成装置において、前記転写手段は、無端状のベルト上に前記複数の現像手段によって現像された可視画像を順次転写する第１の転写手段と、前記ベルト上の重ね合わされた画像を転写材に転写する二次転写手段を備えており、前記モノクロモード時に用いる作像ステーションとして、前記ベルトの搬送経路上における前記二次転写手段に最も近接した位置の作像ステーションを選択することを特徴とする。
（１０） 前記（７）から（９）のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第２の作像モードは前記モノクロトナーのままに加圧して定着し、前記第１の作像モードは前記モノクロトナーを前記非可逆にイエロー、シアン、マゼンタのいずれか１種に変化させる所定量の圧力で加圧して定着することを特徴とする。
（１１） 前記（７）から（１０）のいずれかに記載の画像形成装置において、前記モノクロトナーは、発色前駆体と顕色剤の少なくとも一方が内包された所定量以上の圧力で壊れるマイクロカプセルを含有し、発色前はモノクロであり、前記第１の作像モードによる所定量以上の圧力の印加により前記マイクロカプセルが破壊されて前記発色前駆体と顕色剤とが反応して非可逆に前記発色前駆体が発色して前記モノクロトナーとは異なる色のトナーになることを特徴とする。
（１２） 前記（７）から（１１）のいずれかに記載の画像形成装置において、前記定着手段は、弾性層と熱源を有する加熱手段と、無端状部材と加圧部材を有する加圧手段とを備え、
前記作像剤としてトナーを用いて形成された未定着トナー像を付着した記録媒体を搬送して前記無端状部材と前記加熱手段で形成されるニップ部を通過させることを特徴とする。
（１３） 前記（１２）に記載の画像形成装置において、前記加熱手段を保持する定着フレームと、前記加圧手段を保持する加圧フレームとを有し、前記加熱手段は加熱ローラであり、前記加圧手段は加圧ローラであって、前記加圧フレームを介して前記定着手段と前記加圧手段の軸方向両端部で押圧する加圧バネを有し、前記加圧バネはその押圧方向に沿って押圧する加圧ピンを駆動する駆動機構により前記押圧を調整することを特徴とする。
（１４） 前記（１３）に記載の画像形成装置において、前記加圧ピンがウォーム部を有し、前記駆動機構は前記ウォーム部に当接させるウォームホイールの回動により、前記加圧ピンの前記押圧を調整することを特徴とする。
本発明の画像形成装置によればフルカラー画像の形成が可能でかつ容易に小型化ができる画像形成装置および画像形成方法を提供することができる。
以下、本発明の画像形成装置に係る実施の形態について詳細に説明する。
[作像剤]
本発明で用いる作像剤は、インク、または電子写真方式の画像形成に用いられるトナーである。この作像剤は複数種類である。複数種類の作像剤としては、例えばイエロー、シアン、マゼンタの３種類あるいはこれらの各色のうちの少なくとも一種、これをイエローを例にとると、そのイエローという色のトナーの１つを基準のものとし、この基準のものによる印刷画像のｍ／ｎ（ｍ、ｎは０以外の正の整数）のものの各色の組み合わせとすることができる。
[作像剤]
本発明で用いる作像剤は、インク、または電子写真方式の画像形成に用いられるトナーである。この作像剤は複数種類である。複数種類の作像剤としては、例えばイエロー、シアン、マゼンタの３種類あるいはこれらの各色のうちの少なくとも一種、これをイエローを例にとると、そのイエローという色のトナーの１つを基準のものとし、この基準のものによる印刷画像のｍ／ｎ（ｍ、ｎは０以外の正の整数）のものの各色の組み合わせとすることができる。
（トナー）
本発明で用いるトナーのうち、少なくとも１種は、以下のようなトナーを用いる。
このトナーは、一定以上の圧力で壊れるマイクロカプセルが用いられたものである。このマイクロカプセルには、顕色剤が作用することにより発色する発色前駆体か、この発色前駆体を発色させる顕色剤の少なくとも一方が内包されている。
本発明のトナーにおいて、その変色を起こさせる外因を印加する方法には２つの手法がある。
本発明で用いるトナーのうち、少なくとも１種は、以下のようなトナーを用いる。
このトナーは、一定以上の圧力で壊れるマイクロカプセルが用いられたものである。このマイクロカプセルには、顕色剤が作用することにより発色する発色前駆体か、この発色前駆体を発色させる顕色剤の少なくとも一方が内包されている。
本発明のトナーにおいて、その変色を起こさせる外因を印加する方法には２つの手法がある。
手法１：イエロー、シアン、マゼンタトナーのうち、少なくとも１種が、所定圧力未満の圧力の印加により定着されたときには、マイクロカプセル内に内包されたままの黒色であり、所定圧力以上の圧力を印加させた場合にはトナーを構成するマイクロカプセルが壊れ、発色前駆体と顕色剤が反応することによりイエロー、シアン、マゼンタのうちのいずれか１色へと変色するものである。マイクロカプセルは２重構造（すなわち、マイクロカプセル内にこのマイクロカプセルよりも小さなマイクロカプセルをさらに内包している構造）であることが望ましい。このような２重構造とすることにより、加圧によってマイクロカプセルが破壊されることにより、１種のみの発色前駆体と顕色剤とが、１対１で反応し易くなり、他の色と混合することを避けることができる。
手法２：前記手法１において所定圧力を所定温度とした場合が、本手法２に該当する。
なお手法１と手法２とを組み合わせた手法（加熱条件と加圧条件との組み合わせによる条件）も採ることが可能であり、本発明では、この態様も含むことができる。
なお手法１と手法２とを組み合わせた手法（加熱条件と加圧条件との組み合わせによる条件）も採ることが可能であり、本発明では、この態様も含むことができる。
図１はこのような２重構造のマイクロカプセルＦを模式的に示した図である。２重構造のマイクロカプセルＦはマイクロカプセルＡの内部にマイクロカプセルＢが内包されて作成されている。２重構造のマイクロカプセルＦは、たとえばマイクロカプセルのＡの部分には黒色の発色前駆体が内包されており、このマイクロカプセルＡにさらに内包されるマイクロカプセルのＢの部分には、顕色剤が内包されている。換言すればマイクロカプセルＢを、マイクロカプセルＡで包み込む２重構造となっている。全体としてのマイクロカプセルＦは、外観が黒色を呈する。このような構造において、前記したのとは逆に、マイクロカプセルのＡの部分には顕色剤が用いられ、このマイクロカプセルＡに内包されるマイクロカプセルのＢの部分には、発色前駆体が用いられる構成でも良い。なおマイクロカプセルが破壊されていないトナーを原色トナーと言い、マイクロカプセルが破壊されて発色したトナーを発色トナーと言うことがある。
図２は上記マイクロカプセルＦを含有するトナー粒子（原色トナー粒子）を模式的に示した図である。Ｃが帯電制御剤であり、Ｄが離型剤であり、Ｅが着色剤であり、ＦがマイクロカプセルＦであり、Ｇが外添剤を表す。黒色の発色前駆体（発色前（原色）は黒色で、顕色剤と反応して発色すると別の色になるもの。以下、「原黒色前駆体」ということがある）と顕色剤を含んだマイクロカプセルの添加量は、黒色を呈する量があればよいが、トナー粒子の着色剤含有量の１／２〜同量添加することが望ましい。所定の圧力以上で定着を行うとマイクロカプセルが破壊され、黒色の発色前駆体と顕色剤が反応して発色前駆体は透明になる。なお本明細書中、着色剤には発色前駆体は含まない。
図３は定着後のトナー層を簡略的に示した図である。図３中Ｅは図２同様、着色剤である。図３中ＩはマイクロカプセルＦが破壊される所定の圧力以下で定着したトナー層である。マイクロカプセルＦは壊れずに黒色を呈しており、画像も黒色を呈する。図３中ＪはマイクロカプセルＦが破壊される所定の圧力以上で定着したトナー層である。図３中の符号は図２と同様の意味であり、図３中の符号ＨはマイクロカプセルＦが破壊され、発色前駆体と顕色剤が反応し、原色の黒から無色になった状態を示す。すなわち所定圧力以上の圧力が印加されてトナー層中の原色トナーのマイクロカプセルＦが破壊され、内部の発色前駆体と顕色剤とが反応して、原色の黒から無色の状態Ｈに発色（消色）している。この原色トナーから発色トナーとなった状態では、画像は着色剤Ｅの色を呈する。
シアントナーに原黒色前駆体と顕色剤を内包したマイクロカプセルを含んだ場合を例示すると、ブラック単色でのモノクロ画像の形成時には、ブラックに相当する印字を行い、該マイクロカプセルを含んだシアントナー（シアン原色トナーという）で行う。現像、転写の後、定着工程においては、定着ニップ圧をマイクロカプセルが破壊されないような圧力以下に設定することにより、通常のブラックトナーの印字時と変わりの無い画像を得ることができる。またシアン原色トナー、マゼンタ原色トナー、イエロー原色トナーは、原色が黒色であるが、発色により、それぞれ、シアン発色トナー、マゼンタ発色トナー、イエロー発色トナーとなり、本実施形態では、これら発色トナーは、それぞれ、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナーと変色する。すなわち作像剤としては、原色はブラックであり、所定量の外因が外因供給手段により印加されると、それぞれ、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナーと、非可逆的に変色する。
次にフルカラー画像の形成時には、現像、転写の後、定着工程においては、定着ニップ圧をマイクロカプセルが破壊される圧力以上に設定して行うことにより、原黒色前駆体と顕色剤が反応して、原黒色前駆体は無色となるので、もともとの着色剤であるシアン色を呈し、フルカラー画像を得ることができる。この際ブラックの印字は、イエロー、シアン、マゼンタの重ねあわせ、すなわちプロセスブラックにより行う。
この発色前駆体と顕色剤を含んだマイクロカプセルは、２種以上のトナー（すなわち着色剤が異なるトナー）への添加も可能である。
この結果、従来は４色分（シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック）の現像機構が必要であったが、３色分の現像機構で画像形成装置を構成することが可能となる。
この発色前駆体と顕色剤を含んだマイクロカプセルは、２種以上のトナー（すなわち着色剤が異なるトナー）への添加も可能である。
この結果、従来は４色分（シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック）の現像機構が必要であったが、３色分の現像機構で画像形成装置を構成することが可能となる。
黒色モノクロ画像を前記したようにプロセスブラックで表現すれば、３色分の現像機構での構成が可能である。ただしこの場合黒色画像を得るために付着量を増やす必要があり、多少定着性や転写性が劣化しやすい傾向がある。また、３者のトナーの劣化度合いにより、帯電性が不均一化する傾向があり制御が困難になる傾向にある。しかし、黒色モノクロ画像において本発明のトナーを用いればこのような劣化を軽減できる。
（マイクロカプセル）
マイクロカプセルの材質及びマイクロカプセル内に入れる発色前駆体と顕色剤としては、公知のものを用いることが可能である。例えば、特開２００４−０６１８１４に記載されているように、マイクロカプセルの材質に関しては、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、ウレタン−尿素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスルホンアミド樹脂、ポリスルホネート樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂等が用いることができる。
マイクロカプセルの材質及びマイクロカプセル内に入れる発色前駆体と顕色剤としては、公知のものを用いることが可能である。例えば、特開２００４−０６１８１４に記載されているように、マイクロカプセルの材質に関しては、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、ウレタン−尿素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスルホンアミド樹脂、ポリスルホネート樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂等が用いることができる。
（発色前駆体）
発色前駆体としては、ジアゾニウム系前駆体及びロイコ前駆体などを使用できる。顕色剤は使用する発色前駆体に対応して、カップリング反応及び酸化還元反応を起こし、発色または消色させるものを言い、使用する発色前駆体に最適なものが選択される。
発色前駆体としては、ジアゾニウム系前駆体及びロイコ前駆体などを使用できる。顕色剤は使用する発色前駆体に対応して、カップリング反応及び酸化還元反応を起こし、発色または消色させるものを言い、使用する発色前駆体に最適なものが選択される。
（トナーの製造方法）
本発明のトナーは、上記圧力変性材料（前記のマイクロカプセル（好ましくは２重構造のマイクロカプセル））と、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含む。体積平均粒径において５〜１２μｍ（コールター製マルチサイザーIII測定値）、好ましくは６〜１０μｍが好ましい。本発明のトナーの製造方法は、湿式法でも粉砕法でもいずれでもよい。
本発明のトナーは、上記圧力変性材料（前記のマイクロカプセル（好ましくは２重構造のマイクロカプセル））と、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含む。体積平均粒径において５〜１２μｍ（コールター製マルチサイザーIII測定値）、好ましくは６〜１０μｍが好ましい。本発明のトナーの製造方法は、湿式法でも粉砕法でもいずれでもよい。
結着樹脂
結着樹脂は、フルカラートナーの分野で公知の樹脂、例えば、ポリエステル系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン−（メタ）アクリル系共重合体樹脂、エポキシ系樹脂、ＣＯＣ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ：環状オレフィン樹脂（例えば、ＴＯＰＡＳ−ＣＯＣ（Ｔｉｃｏｎａ社製）））等であってよい。
結着樹脂は、フルカラートナーの分野で公知の樹脂、例えば、ポリエステル系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン−（メタ）アクリル系共重合体樹脂、エポキシ系樹脂、ＣＯＣ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ：環状オレフィン樹脂（例えば、ＴＯＰＡＳ−ＣＯＣ（Ｔｉｃｏｎａ社製）））等であってよい。
着色剤
着色剤としては下記の様な公知のものを用いることができる。カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ポグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。
着色剤としては下記の様な公知のものを用いることができる。カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ポグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。
着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５質量％、好ましくは３〜１０質量％である。
また、本発明のトナーに用いられる着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチを用いることもできる。 マスターバッチの製造の際に、またはマスターバッチとともに混練される結着樹脂としては、先にあげたポリエステル、ビニル系の樹脂のほかに、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィン離型剤などが挙げられ、単独であるいは混合して使用できる。
離型剤
本発明のトナーに用いられる離型剤は、公知のもの、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンとプロピレンの共重合体などのポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの石油ワックス、フィッシャートロプシュワックス、などの合成ワックスなど、炭化水素系ワックス、エステル系ワックス、カルナウバ、ライス等の植物系ワックスなどが使用可能である。近年の低温定着化に対して、比較的低温で融解、染み出しが発生するものが望ましい。
本発明のトナーに用いられる離型剤は、公知のもの、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンとプロピレンの共重合体などのポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの石油ワックス、フィッシャートロプシュワックス、などの合成ワックスなど、炭化水素系ワックス、エステル系ワックス、カルナウバ、ライス等の植物系ワックスなどが使用可能である。近年の低温定着化に対して、比較的低温で融解、染み出しが発生するものが望ましい。
離型剤分散剤
本発明のトナーには、離型剤の分散を助ける離型剤分散剤を含有させても良い。離型剤分散剤としては特に限定はなく、公知のものを使用することができ、離型剤との相溶性の高いユニットと樹脂との相溶性の高いユニットがブロック体として存在するポリマーやオリゴマー、離型剤との相溶性の高いユニットと、樹脂との相溶性の高いユニットの一方のユニットに他方のユニットがグラフトしているポリマーもしくはオリゴマー、エチレン・プロピレン・ブテン・スチレン・α−スチレンなどの不飽和炭化水素と、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸などのα，β−不飽和カルボン酸やそのエステルもしくはその無水物との共重合体、ビニル系樹脂とポリエステルとのブロック、もしくはグラフト共重合体などが挙げられる。
本発明のトナーには、離型剤の分散を助ける離型剤分散剤を含有させても良い。離型剤分散剤としては特に限定はなく、公知のものを使用することができ、離型剤との相溶性の高いユニットと樹脂との相溶性の高いユニットがブロック体として存在するポリマーやオリゴマー、離型剤との相溶性の高いユニットと、樹脂との相溶性の高いユニットの一方のユニットに他方のユニットがグラフトしているポリマーもしくはオリゴマー、エチレン・プロピレン・ブテン・スチレン・α−スチレンなどの不飽和炭化水素と、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸などのα，β−不飽和カルボン酸やそのエステルもしくはその無水物との共重合体、ビニル系樹脂とポリエステルとのブロック、もしくはグラフト共重合体などが挙げられる。
荷電制御剤
本発明のトナーには、トナー粒子の帯電量を制御する荷電制御剤を用いることもできる。荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージ ＮＥＧ ＶＰ２０３６、コピーチャージ ＮＸ ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
本発明のトナーには、トナー粒子の帯電量を制御する荷電制御剤を用いることもできる。荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージ ＮＥＧ ＶＰ２０３６、コピーチャージ ＮＸ ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
外添剤
本発明では、トナー粒子の流動性や帯電性／現像性／転写性を補助するための外添剤として、好ましくは１種以上の無機微粒子が用いられる。無機微粒子のＢＥＴ法による比表面積としては、３０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇであることが好ましく、この外添剤の１次粒子系として１０ｎｍ〜５０ｎｍが好ましい。
本発明では、トナー粒子の流動性や帯電性／現像性／転写性を補助するための外添剤として、好ましくは１種以上の無機微粒子が用いられる。無機微粒子のＢＥＴ法による比表面積としては、３０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇであることが好ましく、この外添剤の１次粒子系として１０ｎｍ〜５０ｎｍが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えば酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、酸化チタン、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
外添剤の一次粒子径が１０ｎｍ以下の場合はトナーへの外添剤の埋まりこみが悪化し、画質劣化変動が大きくなり耐久により悪化する。外添剤の一次粒子径が５０ｎｍ以上の場合は、トナーから外添剤の離脱が多くなり、感光体にフィルミングが発生する。
外添剤の一次粒子径が１０ｎｍ以下の場合はトナーへの外添剤の埋まりこみが悪化し、画質劣化変動が大きくなり耐久により悪化する。外添剤の一次粒子径が５０ｎｍ以上の場合は、トナーから外添剤の離脱が多くなり、感光体にフィルミングが発生する。
本発明で使用される作像剤としてのトナーにおける現像方式は、１成分法（トナーのみの現像剤）、２成分法（キャリアとトナーからなる２成分の現像剤）のいずれでも可能である。装置の小型化を鑑みた場合には、１成分法のほうが望ましい。なお１成分法の現像剤は、トナーに公知の磁性体を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。
[画像形成装置]
・画像形成装置の本体構成
続いて、本発明の画像形成装置について説明する。
図４は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成図であり、電子写真方式を例にとって説明する。
本発明の画像形成装置は、外因供給手段と、色制御手段とを備えている。
本発明の画像形成装置に具備される外因供給手段は、前記した作像剤に所定量の外因を印加するものである。
・画像形成装置の本体構成
続いて、本発明の画像形成装置について説明する。
図４は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成図であり、電子写真方式を例にとって説明する。
本発明の画像形成装置は、外因供給手段と、色制御手段とを備えている。
本発明の画像形成装置に具備される外因供給手段は、前記した作像剤に所定量の外因を印加するものである。
（外因供給手段）
本発明の画像形成装置では、前記した作像剤の色を非可逆的に変化させる外因として、熱または圧力の少なくとも１つを挙げることができる。
特に作像剤としてトナーが用いられる場合、画像形成装置としては、以下に説明するものが好ましく用いられる。この場合に、外因供給手段としては、好ましくは後述する図８〜９で説明する定着装置が挙げられる。
本発明の画像形成装置では、前記した作像剤の色を非可逆的に変化させる外因として、熱または圧力の少なくとも１つを挙げることができる。
特に作像剤としてトナーが用いられる場合、画像形成装置としては、以下に説明するものが好ましく用いられる。この場合に、外因供給手段としては、好ましくは後述する図８〜９で説明する定着装置が挙げられる。
（色制御手段）
本発明の画像形成装置では、前記した外因供給手段を駆動して、前記した作像剤の色を外因供給手段により、所定量以上の外因を印加する（第１作像モード）か否（第２作像モード）かにより、トナーは発色後の発色前駆体の色（無色）が反映して着色剤の色のトナーか、発色前の発色前駆体の色（黒）が反映した黒色の色のトナーとなるように制御される。この制御は色制御手段により、前記所定量以上の外因を印加する第１作像モードか、前記所定量未満の外因を印加する第２作像モードかを切り替えて制御することにより行われる。
この色制御手段は、前記第１作像モードの作像時に前記作像剤の使用状況に応じて、前記複数種の作像剤の中から１つを選択することを特徴とする。
本発明の画像形成装置では、前記した外因供給手段を駆動して、前記した作像剤の色を外因供給手段により、所定量以上の外因を印加する（第１作像モード）か否（第２作像モード）かにより、トナーは発色後の発色前駆体の色（無色）が反映して着色剤の色のトナーか、発色前の発色前駆体の色（黒）が反映した黒色の色のトナーとなるように制御される。この制御は色制御手段により、前記所定量以上の外因を印加する第１作像モードか、前記所定量未満の外因を印加する第２作像モードかを切り替えて制御することにより行われる。
この色制御手段は、前記第１作像モードの作像時に前記作像剤の使用状況に応じて、前記複数種の作像剤の中から１つを選択することを特徴とする。
図４を用いて本実施の形態における画像形成装置について、より具体的に説明する。
露光ユニット３により、３つの作像ステーション（以下画像形成ステーションという）４，５，６へ光書き込みが行われ、各画像形成ステーション（画像形成ユニットの形態とすることもできる）は、無端ベルトとしての中間転写ベルト７上にカラートナー像を形成する。そこへ給紙カセット１に積載された転写紙が給紙ローラ２により給紙され、レジストローラ８を経て、２次転写ローラ９によりトナー像は転写紙に転写される。その後、定着ユニット１０により転写紙上に画像として定着され、排紙ローラ１１により排出され、画像形成装置の出力画像となる。
本発明では画像形成ステーション４、５、６に充填するトナーに、前記した原黒色前駆体と顕色剤を内包したマイクロカプセルを含んだトナー（本発明で使用される作像剤の１例）を用いる。本実施の形態では、画像形成ステーション４にシアン、ステーション５にマゼンダ、ステーション６にイエローのトナーをそれぞれ充填して用いる。
最初に本発明に使用される作像剤としての１例であるトナー（原色トナー：原黒色前駆体を用いたマイクロカプセル入りトナー）を用いて、上記したような画像形成装置を用いて発色していない原色トナーのまま（すなわち外因供給手段による所定量未満の外因が印加される第２作像モード）で出力した画像を形成する場合について、説明する。図５はブラック単色でのモノクロ画像形成時の構成図である。作像剤の使用状況に応じる条件として、トナー残量を均一化させるモードを用いる際は、ブラック単色でのモノクロ画像の形成時には、トナー残量がもっとも多いユニットを用いる。図５はマゼンダの残量が最も多かった場合の例であり、この場合画像形成ステーション５を用いて印字をおこなう。トナー残量の検知については、公知のものを用いることができ、実際にセンサにより残量を検知する各手法が挙げられ、また作像剤の使用状況に応じる条件として、ドットカウンタ、ＡＩＯ（オールインワンカートリッジ）の走行距離より判断することができる。またインクジェット方式プリンタの場合、作像剤の使用状況に応じる条件として、インクの残量検知、ドットカウンタを用いて判断する。なおＡＩＯの走行距離として、各画像形成ユニットに用いられている感光体ドラムの走行距離をＡＩＯの走行距離として採用したり、感光体ドラムを駆動するモータの回転数から走行距離を求めこれを走行距離として採用するなど、公知の方法を採用することができる。
露光ユニット３により、３つの作像ステーション（以下画像形成ステーションという）４，５，６へ光書き込みが行われ、各画像形成ステーション（画像形成ユニットの形態とすることもできる）は、無端ベルトとしての中間転写ベルト７上にカラートナー像を形成する。そこへ給紙カセット１に積載された転写紙が給紙ローラ２により給紙され、レジストローラ８を経て、２次転写ローラ９によりトナー像は転写紙に転写される。その後、定着ユニット１０により転写紙上に画像として定着され、排紙ローラ１１により排出され、画像形成装置の出力画像となる。
本発明では画像形成ステーション４、５、６に充填するトナーに、前記した原黒色前駆体と顕色剤を内包したマイクロカプセルを含んだトナー（本発明で使用される作像剤の１例）を用いる。本実施の形態では、画像形成ステーション４にシアン、ステーション５にマゼンダ、ステーション６にイエローのトナーをそれぞれ充填して用いる。
最初に本発明に使用される作像剤としての１例であるトナー（原色トナー：原黒色前駆体を用いたマイクロカプセル入りトナー）を用いて、上記したような画像形成装置を用いて発色していない原色トナーのまま（すなわち外因供給手段による所定量未満の外因が印加される第２作像モード）で出力した画像を形成する場合について、説明する。図５はブラック単色でのモノクロ画像形成時の構成図である。作像剤の使用状況に応じる条件として、トナー残量を均一化させるモードを用いる際は、ブラック単色でのモノクロ画像の形成時には、トナー残量がもっとも多いユニットを用いる。図５はマゼンダの残量が最も多かった場合の例であり、この場合画像形成ステーション５を用いて印字をおこなう。トナー残量の検知については、公知のものを用いることができ、実際にセンサにより残量を検知する各手法が挙げられ、また作像剤の使用状況に応じる条件として、ドットカウンタ、ＡＩＯ（オールインワンカートリッジ）の走行距離より判断することができる。またインクジェット方式プリンタの場合、作像剤の使用状況に応じる条件として、インクの残量検知、ドットカウンタを用いて判断する。なおＡＩＯの走行距離として、各画像形成ユニットに用いられている感光体ドラムの走行距離をＡＩＯの走行距離として採用したり、感光体ドラムを駆動するモータの回転数から走行距離を求めこれを走行距離として採用するなど、公知の方法を採用することができる。
図４に示す電子写真方式の画像形成装置では、現像工程、転写工程の後段の定着工程を行う定着ユニット１０において、定着ニップ圧を、マイクロカプセルが破壊されない圧力未満（第２作像モード）に設定することにより、通常のブラックトナーの印字時と何ら変わりの無い画像を得ることができる。
次に図４に示す電子写真方式の画像形成装置によるフルカラー画像の形成、すなわち、トナー層に含まれる原色トナーに圧力を印加して発色させて画像を形成する場合について述べる。図６は、フルカラー画像形成時の各画像形成ユニット４、５、６の現像する色を表している。フルカラー画像の印刷を行う時には、現像工程、転写工程の後段の、定着工程を行う定着ユニット10において、定着ニップ圧を本発明で使用される作像剤のマイクロカプセルが破壊されて原黒色前駆体と顕色剤が反応して、原黒色前駆体が顕色剤との接触により透明に変化する圧力以上に設定して行う。この圧力では、原黒色前駆体と顕色剤が反応して無色（発色して無色（発色により消色））となるので、発色前駆体の発色により、トナーは着色剤の色であるシアンＣ、マゼンダＭ、イエローＹ色となり、フルカラー画像を得ることができる。ブラックの印字は、イエローＹ、シアンＣ、マゼンタＭの重ねあわせ、すなわちプロセスブラックにより行う。これはインクジェット方式のインクにおいても同様である。
また、前記した第２作像モードにおいてモノクロＢｋ印刷時に速度を優先する場合は、本発明ではたとえば転写順序において最下流にあたる画像形成ステーションを用いることができる。図７はブラック単色でのモノクロ画像形成時（第２作像モード）の構成図である。ブラック単色でのモノクロ画像の形成時には、ブラックに相当する印字を、たとえば最下流に位置するマイクロカプセルを含んだシアントナー（原シアントナー）を充填した画像形成ユニット４を用いて行う。転写順序の最下流にある画像形成ユニット４により、原シアントナーが使用された黒色モノクロ画像が形成される為、ファーストプリントタイムを早くする（短縮する）ことができる（表１参照のこと）。
また、前記した第２作像モードにおいてモノクロＢｋ印刷時に速度を優先する場合は、本発明ではたとえば転写順序において最下流にあたる画像形成ステーションを用いることができる。図７はブラック単色でのモノクロ画像形成時（第２作像モード）の構成図である。ブラック単色でのモノクロ画像の形成時には、ブラックに相当する印字を、たとえば最下流に位置するマイクロカプセルを含んだシアントナー（原シアントナー）を充填した画像形成ユニット４を用いて行う。転写順序の最下流にある画像形成ユニット４により、原シアントナーが使用された黒色モノクロ画像が形成される為、ファーストプリントタイムを早くする（短縮する）ことができる（表１参照のこと）。
・定着ユニット（外因供給手段）の構成
図８は、図４に示す画像形成装置に採用されている定着ユニット１０の構成図である。この図８に示す定着ユニット１０は、本発明の画像形成装置に用いられる定着装置の一実施形態に相当する。
図８は、図４に示す画像形成装置に採用されている定着ユニット１０の構成図である。この図８に示す定着ユニット１０は、本発明の画像形成装置に用いられる定着装置の一実施形態に相当する。
図８において、２０１は、加熱定着ローラであり、加熱定着ローラ２０１は、表面被覆層２０２と、弾性層２０３と、芯金２０４と、熱源２０６を有し、駆動回転可能に構成されている。２３２は記録媒体（記録紙：用紙）であり、２３１は記録媒体２３２の表面に付着した未定着トナーである。記録媒体２３２は、図８の矢印方向に搬送される。記録媒体３２を挟んで、加圧手段が設けられている。加圧手段は、加圧部材２２１と、加圧部材２２１を支持する支持部材２２２と、加圧部材２２１と支持部材２２２を記録媒体２３２側に加圧する加圧スプリング２１１と、従動する無端状部材２２３と、無端状部材２２３と加圧部材２２１の間の摩擦を低減するための低摩擦部材２２５と、無端状部材２２３の搬送経路を規定するガイド２２４を備えている。加圧部材２２１は搬送方向に３分割されている（用紙入り口部２２１ａ、用紙中央部２２１ｂ、用紙出口部２２１ｃ）。２２７は、無端状部材の２２３と加圧部材２２１の間の摩擦を更に低減するための潤滑油を供給する潤滑油供給部材である。一般的に潤滑油はシリコンオイルもしくはフッ素オイルなどが含まれているものを使用する。２３３は、加熱定着ローラ２０１と無端状部材２２３とのニップ部を通過した後の記録媒体２３２上の定着画像である。加熱定着ローラ２０１の表面被覆層２０２は、未定着トナー２３１が付着しにくいようにＰＦＡ（４フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体）層などが用いられる。また、弾性層２０３としては、一般的にシリコンゴムやフッ素ゴムなどが用いられる。シリコンゴムを用いた場合、耐膨潤性を向上させるためにフッ素層などがコートされることもある。無端状部材２２３は、ＰＦＡとポリイミドより形成されている。加圧部材２２１は、加圧方向の面がフラットな加圧パッドが用いられており、シリコンゴム又はフッ素ゴムのゴム層を有している。ここで記録媒体２３２としては、カット紙などの用紙があげられる。
図９はフルカラー現像時（第１作像モード）とモノクロ現像時（第２作像モード）に外因として圧力を選択した場合におけるニップ部の圧力を変化させる定着装置の１実施形態である。図９(ａ)が定着装置の斜視図であり、図９（ｂ）が側面図である。
図９に示すように、１実施形態に示す定着装置では、内部に加熱用ヒータ１を有した定着ローラ２と、加圧ベルト３を介して定着ローラに圧接される加圧パッド４を有する。定着ローラ２は、定着フレーム５に軸支されており、加圧パッド４は加圧フレーム６に支持されている。図９の例では、定着ローラ２と加圧パッド４は定着フレーム５、加圧フレーム６を通じて、ローラ軸方向両端部分に対応して配置されている加圧バネ７の圧力により圧接されている。定着ローラ２の回転に従動して加圧ベルト３が摺動する。
加圧バネ７は内部に加圧ピン８を通しており、加圧ピン８は軸方向両端の定着フレーム５を繋ぐステー（stay）９に軸支される。軸支された加圧ピン８は、軸方向に摺動可能である。加圧ピン８にはウォーム部１０が形成され、対応するウォームホイール１１を回転させることで、加圧ピン８は軸方向に可動する。
図９に示すように、１実施形態に示す定着装置では、内部に加熱用ヒータ１を有した定着ローラ２と、加圧ベルト３を介して定着ローラに圧接される加圧パッド４を有する。定着ローラ２は、定着フレーム５に軸支されており、加圧パッド４は加圧フレーム６に支持されている。図９の例では、定着ローラ２と加圧パッド４は定着フレーム５、加圧フレーム６を通じて、ローラ軸方向両端部分に対応して配置されている加圧バネ７の圧力により圧接されている。定着ローラ２の回転に従動して加圧ベルト３が摺動する。
加圧バネ７は内部に加圧ピン８を通しており、加圧ピン８は軸方向両端の定着フレーム５を繋ぐステー（stay）９に軸支される。軸支された加圧ピン８は、軸方向に摺動可能である。加圧ピン８にはウォーム部１０が形成され、対応するウォームホイール１１を回転させることで、加圧ピン８は軸方向に可動する。
ウォームホイール１１はローラ軸方向両端部分の加圧ピン８に対応して配置され、同一の軸１２にて軸支されており、ローラ両端相当の加圧ピン８の軸方向に同一の駆動力を与える。
加圧ピン８と加圧バネ７はスペーサ１３を介して接触しており、加圧ピン８の駆動力は加圧ピン８の段差をスペーサ１３に接触させることで加圧バネに伝えられる。
加圧ピン８と加圧バネ７はスペーサ１３を介して接触しており、加圧ピン８の駆動力は加圧ピン８の段差をスペーサ１３に接触させることで加圧バネに伝えられる。
図１０は図９の装置において、加圧力を弱めた状態を示す図１０（ａ）と強めた状態を示す図１０（ｂ）の両方の状態を示す定着装置の拡大側面図である。
前述したようにウォームホイール１１を回転させることで、加圧ピン８のウォーム部１０は軸方向に下方向に駆動する（図１０（ｂ）参照）。加圧ピン８の駆動により加圧バネ７の押し付け圧が上昇し、ニップ部の圧力が上昇する。圧力の制御はウォームホイール１１の回転数とニップ圧力変動のテーブルを作成し、ウォームホイール１１の回転数を基にしてたとえば画像形成装置本体の制御部（図示せず）が、このテーブルを参照する等により、加圧ピン８を駆動するウォームホイール１１を駆動させる駆動手段に指令して行う。
加圧パッド４の面積は固定であるので、一定以上の圧力であれば圧力の増減に対してニップ幅が大幅に変化することは無い。
前述したようにウォームホイール１１を回転させることで、加圧ピン８のウォーム部１０は軸方向に下方向に駆動する（図１０（ｂ）参照）。加圧ピン８の駆動により加圧バネ７の押し付け圧が上昇し、ニップ部の圧力が上昇する。圧力の制御はウォームホイール１１の回転数とニップ圧力変動のテーブルを作成し、ウォームホイール１１の回転数を基にしてたとえば画像形成装置本体の制御部（図示せず）が、このテーブルを参照する等により、加圧ピン８を駆動するウォームホイール１１を駆動させる駆動手段に指令して行う。
加圧パッド４の面積は固定であるので、一定以上の圧力であれば圧力の増減に対してニップ幅が大幅に変化することは無い。
後述する図６（詳細は後述する実施例参照）では電子写真方式のフルカラー作像装置の外観である。フルカラー時（第１作像モード）にＹ，Ｍ，Ｃに変わるトナーに対応したステーションが３つ配置されている。
先行発明を応用すると、
モノクロＢｋ印刷用には定着装置の圧力をトナーの色がＢｋのまま変わらない圧力に前記制御部は前記駆動手段になるように指令し、これを受信した駆動手段ではこのモード（第２作像モード）に設定する。Ｙステーション、Ｍステーション、Ｃステーション何れで作像を行っても、画像はモノクロＢｋ（モノクロ黒色）画像となる。
フルカラー印刷時には、定着装置の圧力を前記制御部は前記駆動手段に指令することにより第１作像モードに切り替えることにより所定量以上の圧力がニップに生じ、このニップ間を作像剤である発色前駆体を用いたトナーによるトナー内部のマイクロカプセルが割れてＢｋ色が発色して作像剤の色が変わる圧力に設定する。この非可逆に発色した作像剤により、Ｙ，Ｍ，Ｃ各色を用いてフルカラー印刷を行うことができる。
フルカラー印刷を実施していると、画像の内容により、Ｙ，Ｍ，Ｃの色毎に減り具合の差が出てくるが、モノクロＢｋ印刷時（第２作像モード）には、上記したＹ，Ｍ，Ｃステーションのうち最もトナー残量が多いステーションを用いて印字をすることで、各ステーションのトナー残量を均一に揃えることができる。なお、この第２作像モードの際に、作像剤がトナーの場合には、トナー残量、ドットカウンタ、ＡＩＯ（オールインワンカートリッジ）の走行距離より判断し、前記作像剤がインクジェット用のインクの場合には、インクの残量検知、ドットカウンタを用いて判断する。
現状のデータを参考に考えるとモノクロ黒モード（モノクロＢｋモード）で印刷される枚数はフルカラーで印刷される枚数に対して１０：１程度の頻度であり、Ｂｋ（黒）としてのトナーはＹ，Ｍ，Ｃに比べて倍以上消費されるため、モノクロＢｋ印刷に本発明で使用される作像剤を用いることでの、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の均一化は容易である。
また、本発明の画像形成装置の構成において用いるステーション（作像ステーションを、単にステーションと言うことがある）は３つであり、従来４つのステーションが要求されるフルカラー画像形成装置に対して、省スペース化が実現できる。またトナー交換時には各色のカートリッジを一体化した構成にすることができる。ＡＩＯ方式（オールインワンカートリッジ方式）を用いた場合には、ひとつのカートリッジ内に３つの感光体をとりつけるという構成がとれるため、部品点数の削減による低コスト化が図れる。さらに、ユーザにとってもトナー充填が全色一括になるため、色毎の作像剤の交換の手間が減る。
先行発明を応用すると、
モノクロＢｋ印刷用には定着装置の圧力をトナーの色がＢｋのまま変わらない圧力に前記制御部は前記駆動手段になるように指令し、これを受信した駆動手段ではこのモード（第２作像モード）に設定する。Ｙステーション、Ｍステーション、Ｃステーション何れで作像を行っても、画像はモノクロＢｋ（モノクロ黒色）画像となる。
フルカラー印刷時には、定着装置の圧力を前記制御部は前記駆動手段に指令することにより第１作像モードに切り替えることにより所定量以上の圧力がニップに生じ、このニップ間を作像剤である発色前駆体を用いたトナーによるトナー内部のマイクロカプセルが割れてＢｋ色が発色して作像剤の色が変わる圧力に設定する。この非可逆に発色した作像剤により、Ｙ，Ｍ，Ｃ各色を用いてフルカラー印刷を行うことができる。
フルカラー印刷を実施していると、画像の内容により、Ｙ，Ｍ，Ｃの色毎に減り具合の差が出てくるが、モノクロＢｋ印刷時（第２作像モード）には、上記したＹ，Ｍ，Ｃステーションのうち最もトナー残量が多いステーションを用いて印字をすることで、各ステーションのトナー残量を均一に揃えることができる。なお、この第２作像モードの際に、作像剤がトナーの場合には、トナー残量、ドットカウンタ、ＡＩＯ（オールインワンカートリッジ）の走行距離より判断し、前記作像剤がインクジェット用のインクの場合には、インクの残量検知、ドットカウンタを用いて判断する。
現状のデータを参考に考えるとモノクロ黒モード（モノクロＢｋモード）で印刷される枚数はフルカラーで印刷される枚数に対して１０：１程度の頻度であり、Ｂｋ（黒）としてのトナーはＹ，Ｍ，Ｃに比べて倍以上消費されるため、モノクロＢｋ印刷に本発明で使用される作像剤を用いることでの、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の均一化は容易である。
また、本発明の画像形成装置の構成において用いるステーション（作像ステーションを、単にステーションと言うことがある）は３つであり、従来４つのステーションが要求されるフルカラー画像形成装置に対して、省スペース化が実現できる。またトナー交換時には各色のカートリッジを一体化した構成にすることができる。ＡＩＯ方式（オールインワンカートリッジ方式）を用いた場合には、ひとつのカートリッジ内に３つの感光体をとりつけるという構成がとれるため、部品点数の削減による低コスト化が図れる。さらに、ユーザにとってもトナー充填が全色一括になるため、色毎の作像剤の交換の手間が減る。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお本発明は、下記実施例等の記載に拘束されて解釈されるものではない。
・効果確認
・トナー残量の変動
図１１は通常のトナーを用いて４ステーション構成（従来の画像形成装置）で印刷をした場合の各色トナー消費のグラフであり、図１２は本発明のトナーを用いて３ステーションＢｋの構成（本発明の画像形成装置の１実施形態）でトナー消費を表したグラフである。
カラートナー消費率（Ｂｋを１００％として、Ｙ、Ｍ、Ｃ各色の消費割合）を平均５０％とし、ばらつきを含めてＣの消費率を４５％、Ｍの消費率を５０％、Ｙの消費率を５５％とする。
トナー消費はイールド５％チャート（Ａ４用紙の全面ベタ画像をイールド１００％とした場合に、Ａ４用紙の表面積の５％分を埋める画像）に換算して何枚印字したかで表す。
・効果確認
・トナー残量の変動
図１１は通常のトナーを用いて４ステーション構成（従来の画像形成装置）で印刷をした場合の各色トナー消費のグラフであり、図１２は本発明のトナーを用いて３ステーションＢｋの構成（本発明の画像形成装置の１実施形態）でトナー消費を表したグラフである。
カラートナー消費率（Ｂｋを１００％として、Ｙ、Ｍ、Ｃ各色の消費割合）を平均５０％とし、ばらつきを含めてＣの消費率を４５％、Ｍの消費率を５０％、Ｙの消費率を５５％とする。
トナー消費はイールド５％チャート（Ａ４用紙の全面ベタ画像をイールド１００％とした場合に、Ａ４用紙の表面積の５％分を埋める画像）に換算して何枚印字したかで表す。
図１１に示すように、Ｂｋトナー１０００枚分のトナーを消費した際に、Ｃは４５０枚、Ｍは５００枚、Ｙは５５０枚分消費され、ＣとＹの間には１００枚分のトナー使用量の差が生じている。
図１２は、Ｂｋの状態（すなわち第２の作像モードにより印字）で使われたトナーが１０００枚分になったときの各ステーションのトナー消費枚数をグラフ化したものである。カラー印刷時に使われたＣ、Ｍ、Ｙのトナー消費の差を、モノクロ印刷時に吸収することができる為、各ステーションの差は生じず、トナー消費量は均一になることがわかる。
図１２は、Ｂｋの状態（すなわち第２の作像モードにより印字）で使われたトナーが１０００枚分になったときの各ステーションのトナー消費枚数をグラフ化したものである。カラー印刷時に使われたＣ、Ｍ、Ｙのトナー消費の差を、モノクロ印刷時に吸収することができる為、各ステーションの差は生じず、トナー消費量は均一になることがわかる。
・ファーストプリントタイムの確認
最下流のステーションを用いて印字をすることで、モノクロ印刷時ファーストプリントタイムが向上するか、確認を行った。図７は、確認に用いた画像形成装置構成の概略図である。現像ユニットを３つ配置し、各色感光体-転写ニップ間距離は６０ｍｍであり、線速は１１６ｍｍ／ｓｅｃとした。
結果を表１にまとめた。
最下流のステーションを用いて印字をすることで、モノクロ印刷時ファーストプリントタイムが向上するか、確認を行った。図７は、確認に用いた画像形成装置構成の概略図である。現像ユニットを３つ配置し、各色感光体-転写ニップ間距離は６０ｍｍであり、線速は１１６ｍｍ／ｓｅｃとした。
結果を表１にまとめた。
最下流をブラックの現像ステーションとすることで、最上流でブラック印字する場合と比べて、黒色モノクロ印刷時に１秒ファーストプリント時間が向上したことが確認された。感光体-転写ニップ（ｎｉｐ）間距離６０×２＝１２０ｍｍを線速１１６ｍｍ／ｓｅｃで割った値は１．０３ｓｅｃであり、現像ステーションの配置の分だけファーストプリントタイムが早くなったといえる。
・マイクロカプセルトナーの色変化について
低圧力定着時に黒色モノクロ印刷を行い、高圧力定着時にフルカラー印刷を行う際の実施例を述べる。
まずトナーの作成について述べる。
低圧力定着時に黒色モノクロ印刷を行い、高圧力定着時にフルカラー印刷を行う際の実施例を述べる。
まずトナーの作成について述べる。
（第１結着樹脂の作成）
ポリオールとして、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン１２３０ｇ、ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２９０ｇ、イソドデセニル無水コハク酸２５０ｇ、テレフタル酸３１０ｇ、無水１，２，４−ベンゼントリカルボン酸１８０ｇ及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド７ｇを、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した５リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下に、１６０℃の温度で撹拌しつつ、滴下ロートよりビニル系モノマー樹脂と重合開始剤の混合液を一時間かけて滴下した。１６０℃に保持したまま２時間付加重合反応を熟成させた後、２３０℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、第１結着樹脂を得た。樹脂軟化点は１３０℃であった。
ポリオールとして、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン１２３０ｇ、ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２９０ｇ、イソドデセニル無水コハク酸２５０ｇ、テレフタル酸３１０ｇ、無水１，２，４−ベンゼントリカルボン酸１８０ｇ及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド７ｇを、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した５リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下に、１６０℃の温度で撹拌しつつ、滴下ロートよりビニル系モノマー樹脂と重合開始剤の混合液を一時間かけて滴下した。１６０℃に保持したまま２時間付加重合反応を熟成させた後、２３０℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、第１結着樹脂を得た。樹脂軟化点は１３０℃であった。
（第２結着樹脂の作成）
ポリオールとして、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２２１０ｇ、テレフタル酸８５０ｇ、無水１，２，４−ベンゼントリカルボン酸１２０ｇ及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド０．５ｇを、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した５リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下２３０℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、第２結着樹脂を得た。樹脂軟化点は１１５℃であった。
ポリオールとして、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２２１０ｇ、テレフタル酸８５０ｇ、無水１，２，４−ベンゼントリカルボン酸１２０ｇ及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド０．５ｇを、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した５リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下２３０℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、第２結着樹脂を得た。樹脂軟化点は１１５℃であった。
（マイクロカプセル加圧変性材料の作成）
マイクロカプセルが約２００Ｋｐａ、本発明に用いる定着装置のニップ幅６．５ｍｍ横幅２４０ｍｍ部分に３０Ｋｇｆ相当の圧力を印加した場合に破壊される条件で作成を行う。
発色前駆体としては、黒色ロイコ染料（３‐Ｎ‐シクロへキシル‐Ｎ‐メチル‐６‐メチル‐７‐アニリンフルオラン）を用いる。顕色剤としてはＮ、Ｎ’‐ジ（３‐クロロフェニル）チオ尿素を用いる。
マイクロカプセルは２重構造とする。マイクロカプセルＡの内部にマイクロカプセルＢが作成される２重構造とした場合、カプセルＡ内部に発色前駆体、カプセルＢ内部に顕色剤の構成とした。
上述した構成にて「マイクロカプセル加圧変性材料Ａ」を得る。このマイクロカプセルは圧力２００Ｋｐａ以上で不可逆的に黒色から透明に変色する。
マイクロカプセルが約２００Ｋｐａ、本発明に用いる定着装置のニップ幅６．５ｍｍ横幅２４０ｍｍ部分に３０Ｋｇｆ相当の圧力を印加した場合に破壊される条件で作成を行う。
発色前駆体としては、黒色ロイコ染料（３‐Ｎ‐シクロへキシル‐Ｎ‐メチル‐６‐メチル‐７‐アニリンフルオラン）を用いる。顕色剤としてはＮ、Ｎ’‐ジ（３‐クロロフェニル）チオ尿素を用いる。
マイクロカプセルは２重構造とする。マイクロカプセルＡの内部にマイクロカプセルＢが作成される２重構造とした場合、カプセルＡ内部に発色前駆体、カプセルＢ内部に顕色剤の構成とした。
上述した構成にて「マイクロカプセル加圧変性材料Ａ」を得る。このマイクロカプセルは圧力２００Ｋｐａ以上で不可逆的に黒色から透明に変色する。
（トナー粒子の作成）
第１結着樹脂 ６０質量部
第２結着樹脂 ４０質量部
着色剤（銅フタロシアニンブルー顔料） ４．０質量部
帯電制御剤（ボントロンＥ−８４：オリエント社製） １．０質量部
離型剤（ＷＥＰ−５：日本油脂社製） ３．５質量部
マイクロカプセル加圧変性材料Ａ １５質量部
第１結着樹脂 ６０質量部
第２結着樹脂 ４０質量部
着色剤（銅フタロシアニンブルー顔料） ４．０質量部
帯電制御剤（ボントロンＥ−８４：オリエント社製） １．０質量部
離型剤（ＷＥＰ−５：日本油脂社製） ３．５質量部
マイクロカプセル加圧変性材料Ａ １５質量部
トナー粒子の作成のための上記配合物を、ヘンシェルミキサーで十分混合した後、２軸押し出し混練機（ＰＣＭ−３０：池貝鉄工社製）を使用してバレル温度を１２０℃に設定して溶融混練を行った。この時、混練物の温度は１３０℃であった。得られた混練物を冷却プレスローラーで２ｍｍ厚に圧延し、冷却ベルトで冷却した後、フェザーミルで粗粉砕した。その後、機械式粉砕機（ＫＴＭ：川崎重工業社製）で平均粒径１０〜１２μｍまで粉砕し、さらに、ジェット粉砕機（ＩＤＳ：日本ニューマチックエ業社製）で粗粉分級しながら粉砕した後、微粉分級をロータ型分級機（ティープレックス型分級機タイプ：１００ＡＴＰ：ホソカワミクロン社製）を使用して分級を行い、体積平均粒径８．５μｍの着色樹脂粒子１を得た。この着色樹脂粒子１ １００質量部に対し無機微粒子であるキャボジル社製ＴＳ５３０を所望の量（質量部）添加し、ヘンシェルミキサーで混合処理しトナー粒子１を得た。
（定着画像の評価）
非磁性一成分現像方式のフルカラープリンタＩｐｓｉｏ ＣＸ３０００（リコー製）を用いて、付着量１．０±０．１ ｍｇ／ｃｍ2となるように未定着画像を作成し、定着ニップ圧力を黒単色モノクロ印刷モード（ニップ部圧力２０ｋｇｆ）、フルカラー印刷モード（ニップ部圧力３５ｋｇｆ）に設定した定着装置にて定着をおこなった。定着温度は１８０℃とした。黒単色モノクロ印刷モード時のニップ幅は６ｍｍであり、単位面積あたりの圧力は約１３０Ｋｐａであった。フルカラー印刷時のニップ幅は６．５ｍｍであり、単位面積あたりの圧力は約２４０ｋＰａであった。
画像濃度は、画像濃度をＸ−Ｒｉｔｅ９３８（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）により５点測定し、各色毎に平均値を求めた。
ニップ部圧力２０ｋｇｆでの画像濃度は、Ｂｋ１．４８、Ｃ１．４４、Ｍ１．４９、Ｙ１．４３であり、定着後のベタ画像は目視でブラック色を呈したことを確認した。ニップ部圧力３５ｋｇｆでの画像濃度はＢｋ０．９１、Ｃ１．５３、Ｍ０．６２、Ｙ０．２４であり、定着後のベタ画像は目視ではシアン色を呈したことを確認した。
非磁性一成分現像方式のフルカラープリンタＩｐｓｉｏ ＣＸ３０００（リコー製）を用いて、付着量１．０±０．１ ｍｇ／ｃｍ2となるように未定着画像を作成し、定着ニップ圧力を黒単色モノクロ印刷モード（ニップ部圧力２０ｋｇｆ）、フルカラー印刷モード（ニップ部圧力３５ｋｇｆ）に設定した定着装置にて定着をおこなった。定着温度は１８０℃とした。黒単色モノクロ印刷モード時のニップ幅は６ｍｍであり、単位面積あたりの圧力は約１３０Ｋｐａであった。フルカラー印刷時のニップ幅は６．５ｍｍであり、単位面積あたりの圧力は約２４０ｋＰａであった。
画像濃度は、画像濃度をＸ−Ｒｉｔｅ９３８（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）により５点測定し、各色毎に平均値を求めた。
ニップ部圧力２０ｋｇｆでの画像濃度は、Ｂｋ１．４８、Ｃ１．４４、Ｍ１．４９、Ｙ１．４３であり、定着後のベタ画像は目視でブラック色を呈したことを確認した。ニップ部圧力３５ｋｇｆでの画像濃度はＢｋ０．９１、Ｃ１．５３、Ｍ０．６２、Ｙ０．２４であり、定着後のベタ画像は目視ではシアン色を呈したことを確認した。
１ 加熱用ヒータ
２ 定着ローラ
３ 加圧ベルト
４ 加圧パッド
５ 定着フレーム
６ 加圧フレーム
７ 加圧バネ
８ 加圧ピン
９ ステー
１０ ウォーム部
１１ ウォームホイール
１２ 軸
１３ スペーサ
２０１ 加熱定着
２０２ 表面被覆層
２０３ 弾性層
２０４ 芯金
２０６ 熱源
２１１ 加圧スプリング
２２１ 加圧部材
２２１ａ 用紙入り口部
２２１ｂ 用紙中央部
２２１ｃ 用紙出口部
２２２ 支持部材
２２３ 無端状部材
２２４ ガイド
２２５ 低摩擦部材
２２７ 潤滑油供給部材
２３１ 未定着トナー
２３２ 記録媒体
２３３ 定着画像
２ 定着ローラ
３ 加圧ベルト
４ 加圧パッド
５ 定着フレーム
６ 加圧フレーム
７ 加圧バネ
８ 加圧ピン
９ ステー
１０ ウォーム部
１１ ウォームホイール
１２ 軸
１３ スペーサ
２０１ 加熱定着
２０２ 表面被覆層
２０３ 弾性層
２０４ 芯金
２０６ 熱源
２１１ 加圧スプリング
２２１ 加圧部材
２２１ａ 用紙入り口部
２２１ｂ 用紙中央部
２２１ｃ 用紙出口部
２２２ 支持部材
２２３ 無端状部材
２２４ ガイド
２２５ 低摩擦部材
２２７ 潤滑油供給部材
２３１ 未定着トナー
２３２ 記録媒体
２３３ 定着画像
Claims (14)
- 入力される画像データに従い作像剤を供給して画像を形成する画像形成装置において、
前記作像剤は複数種類であり、前記複数種類の作像剤は所定量未満の外因の印加では同一の色を呈し、所定量以上の外因が印加されると非可逆に色を変化するものであり、
前記複数種類の作像剤毎の作像剤保持手段を収容するとともに、形成された画像に外因を印加するための外因供給手段と、
前記複数種類の作像剤に前記外因供給手段により前記所定量以上の外因を印加する第１作像モードか、前記所定量未満の外因を印加する第２作像モードかを切り替えて制御する色制御手段とを備え、
前記色制御手段は、前記第２作像モードの作像時には前記複数種類の作像剤の使用状況に応じて、前記複数種類の作像剤の１つを選択することを特徴とする画像形成装置。 - 前記作像剤の使用状況は、前記複数種類の作像剤がトナーの場合には、トナー残量、ドットカウンタ値、ＡＩＯ（オールインワンカートリッジ）の走行距離より判断し、前記複数種類の作像剤がインクの場合には、インクの残量、ドットカウンタ値を用いて判断することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記第２作像モードに切り替え制御する場合に、前記複数種類の作像剤の１つの選択は、前記複数種類の作像剤の残量が最も多いものを選択することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
- 前記複数種類の作像剤は前記所定量以上の外因が印加される前は黒色であり、前記所定量以上の外因が印加されると非可逆に色を変化して、イエロー、マゼンダ、シアンの１つの色のものになることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記外因供給手段により印加される外因が、加熱または加圧の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記外因供給手段を少なくとも一つ備え、前記第１作像モードによりカラーモードとなり、前記第２作像モードによりモノクロモードとなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
- 入力される画像データに従い作像剤を供給して画像を形成する画像形成装置において、
前記作像剤は複数種類であり、前記複数種類の作像剤は所定量未満の外因の印加条件では同一の色を呈するモノクロトナーであり、所定量以上の外因の印加条件では非可逆に色を変化して前記作像剤が前記モノクロトナーから、イエロー、シアン、マゼンダのいずれかに非可逆に色が変化するものであり、
前記イエロー、シアン、マゼンダのいずれかに非可逆に色が変化する作像剤毎の作像ステーションを収容するとともに、前記形成された画像に外因を印加するための外因供給手段と、
前記複数種類の作像剤に前記外因供給手段により前記所定量以上の外因を印加する第１作像モードか、前記所定量未満の外因を印加する第２作像モードかを切り替えて制御する色制御手段とを備え、
前記色制御手段は、前記第２作像モードによるモノクロモード時には、前記いずれかに色が変化可能な前記トナーが供給される前記作像ステーションの各トナーの残量に応じて、使用する前記作像ステーションの中の１つを選択することを特徴とする画像形成装置。 - 前記モノクロモード時に、作像ステーションに供給されるトナーのトナーボトルの変更後のも走行距離が多い作像ステーションを選択して作像を行うことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
- 前記転写手段は、無端状のベルト上に前記複数の現像手段によって現像された可視画像を順次転写する第１の転写手段と、前記ベルト上の重ね合わされた画像を転写材に転写する二次転写手段を備えており、前記モノクロモード時に用いる作像ステーションとして、前記ベルトの搬送経路上における前記二次転写手段に最も近接した位置の作像ステーションを選択することを特徴とする請求項７または８に記載の画像形成装置。
- 前記第２の作像モードは前記モノクロトナーのままに加圧して定着し、前記第１の作像モードは前記モノクロトナーを前記非可逆にイエロー、シアン、マゼンタのいずれか１種に変化させる所定量の圧力で加圧して定着することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記モノクロトナーは、発色前駆体と顕色剤の少なくとも一方が内包された所定量以上の圧力で壊れるマイクロカプセルを含有し、発色前はモノクロであり、前記第１の作像モードによる所定量以上の圧力の印加により前記マイクロカプセルが破壊されて前記発色前駆体と顕色剤とが反応して非可逆に前記発色前駆体が発色して前記モノクロトナーと異なる色のトナーになることを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記定着手段は、弾性層と熱源を有する加熱手段と、無端状部材と加圧部材を有する加圧手段とを備え、
前記作像剤としてトナーを用いて形成された未定着トナー像を付着した記録媒体を搬送して前記無端状部材と前記加熱手段で形成されるニップ部を通過させることを特徴とする請求項７から１１いずれかに記載の画像形成装置。 - 前記加熱手段を保持する定着フレームと、前記加圧手段を保持する加圧フレームとを有し、前記加熱手段は加熱ローラであり、前記加圧手段は加圧ローラであって、前記加圧フレームを介して前記定着手段と前記加圧手段の軸方向両端部で押圧する加圧バネを有し、前記加圧バネはその押圧方向に沿って押圧する加圧ピンを駆動する駆動機構により前記押圧を調整することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
- 前記加圧ピンがウォーム部を有し、前記駆動機構は前記ウォーム部に当接させるウォームホイールの回動により、前記加圧ピンの前記押圧を調整することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
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